Verbundvorhaben: POREForm- Entwicklung von porenoptimierten Katalysatoren und Katalysatorschichten für Hochleistungs-Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen; Teilvorhaben: Brennstoffzellenuntersuchung von porenoptimierten Katalysatorschichten
Zeitraum
2020-10-01 – 2024-03-31
Bewilligte Summe
279.118,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETB027C
Leistungsplansystematik
Brennstoffzellen - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2259]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Das Ziel des Konsortialprojektes 'POREForm' ist die Entwicklung von Katalysatoren mit gezielt einstellbarer Porenstruktur für leistungsfähige Polymer-Elektrolyt-Membran Brennstoffzellen (PEMFC). Dadurch soll eine höhere Effizienz von PEMFCs erreicht werden, bei gleichzeitig reduziertem Einsatz von aktivem Pt und somit geringeren Kosten. Darüber hinaus ist es ein zentrales Ziel aus diesen neuartigen, porenoptimierten Katalysatoren funktionelle Katalysatorschichten mit definierter Struktur auf der Mesoskala zu fertigen und daraus Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) herzustellen. Unterstützt werden diese Entwicklungen von grundlegenden Untersuchungen und Modellstudien zu den Mechanismen der Synthese und Elektrokatalyse, und den daraus resultierenden Einblicken in die Zusammenhänge von Struktur und Leistung. Die Ergebnisse des Projektes sollen dazu beitragen, Wasserstofftechnologien wie Brennstoffzellen zum Durchbruch zu verhelfen, und die deutsche Expertise zur Herstellung von Kernkomponenten für die PEMFC zu stärken. In Arbeitspaket 8 werden poren-optimierte Kathoden Katalysatoren in MEAs integriert und in kleinformatigen PEM Einzellern auf deren Performance und Stabilität in beschleunigten Alterungstests (ASTs) untersucht. Die Herstellung von MEAs in AP 8 wird über den 'decal transfer' Prozess erfolgen, wobei neben der Optimierung des Ionomer/Kohlenstoff Verhältnisses auch die Zusammensetzung des Lösungsmittels für die Beschichtungstinten optimiert werden soll. Die Performance und Stabilität der MEAs mit den neu im Projekt hergestellten Katalysatoren wird weiterhin mit der Performance und Stabilität von optimierten MEAs auf Basis eines kommerziellen Katalysators von Umicore verglichen. Hierbei wird erwartet, dass vor allem die Massentransportverluste bei hohen Stromdichten und niedrigen Katalysatorbeladungen sowie die Langzeitstabilität in Spannungszyklen ASTs für die neuen Katalysatoren mit optimierten Porenstrukturen signifikant verbessert werden können.